預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層施工技術(shù)探究

王正勇

摘要 預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層技術(shù)是通過(guò)瀝青拌和設(shè)備對(duì)碎石除塵、加溫、摻配少量瀝青形成瀝青膜裹覆于碎石表面，灑布時(shí)瀝青與碎石溫度相差不大，且碎石溫度降低較慢，能很好地實(shí)現(xiàn)封層時(shí)碎石與瀝青的有效黏結(jié)，大大提高了封層質(zhì)量，降低了環(huán)境污染。文章依據(jù)《公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，對(duì)預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層施工技術(shù)進(jìn)行探究，并通過(guò)實(shí)踐表明該技術(shù)可以在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作加以推廣運(yùn)用。

關(guān)鍵詞 預(yù)裹覆瀝青；同步碎石；封層；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U416.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）13-0060-03

0 引言

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是在路面狀況較為良好的狀況下，對(duì)路面進(jìn)行有計(jì)劃并且把成本費(fèi)用和效益相結(jié)合的養(yǎng)護(hù)方式。瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不同于日常性維修養(yǎng)護(hù)，而是以恢復(fù)路面使用功能為目的，防止進(jìn)一步損壞的主動(dòng)性養(yǎng)護(hù)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，因地制宜、對(duì)癥下藥，選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、施工便捷、綠色環(huán)保的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝，就能做到事半功倍，實(shí)現(xiàn)降低養(yǎng)護(hù)成本，提高養(yǎng)護(hù)效率的目的。曲靖公路局根據(jù)管養(yǎng)公路實(shí)際，2018—2022年在局管?chē)?guó)省干線三、四級(jí)公路主要采用預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)瀝青路面早期病害進(jìn)行處治，預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層實(shí)施里程近300 km，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，預(yù)裹覆瀝青碎石封層實(shí)施后的路面性能提升較大，耐久性更強(qiáng)。

1 預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層技術(shù)的提出

公路建設(shè)是發(fā)展，公路養(yǎng)護(hù)管理是可持續(xù)發(fā)展，“公路三分靠建，七分靠養(yǎng)”理念已在行業(yè)內(nèi)形成共識(shí)，公路養(yǎng)護(hù)管理的重要作用越來(lái)越凸顯。為了避免瀝青路面早期病害的進(jìn)一步擴(kuò)展，減緩路面使用性能的惡化進(jìn)程，提升公路服務(wù)效能，延長(zhǎng)公路的使用壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金目標(biāo)，必須采取行之有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)及時(shí)對(duì)瀝青路面早期病害進(jìn)行處治。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是公路從業(yè)人員必須掌握并運(yùn)用好的一項(xiàng)工程技術(shù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念就是在合適的時(shí)間，針對(duì)不同狀況的路面采用合理的處理措施進(jìn)行維護(hù)，從而達(dá)到減緩路面損壞、延長(zhǎng)公路使用壽命的目的。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可分為封層、罩面、地?zé)嵩偕阮?lèi)型。同步碎石封層技術(shù)是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)中工藝簡(jiǎn)便、質(zhì)量宜控、工期較短，成本較低的一種養(yǎng)護(hù)技術(shù)。同步碎石封層技術(shù)適用于路面產(chǎn)生輕微縱橫向裂縫，有輕微的磨耗或松散，路面滲水強(qiáng)，路面存在輕微平整度不好的瀝青路面。

普通碎石同步封層施工中，瀝青灑布后雖然碎石同步覆蓋，但因碎石表面有粉塵，碎石為常溫，與灑布的熱瀝青溫差大，兩者結(jié)合時(shí)造成瀝青溫度急劇下降，碎石不能很好地與瀝青黏結(jié)形成一個(gè)非常完整的結(jié)構(gòu)層，導(dǎo)致封層效果不好。該工藝在施工中還存在粉塵污染，飛砂現(xiàn)象較為突出，封層后未黏附的碎石還要及時(shí)清除，一定程度存在安全隱患，對(duì)沿線居民的生產(chǎn)生活造成很大影響。預(yù)裹覆瀝青碎石封層技術(shù)預(yù)先將封層用碎石通過(guò)瀝青拌和設(shè)備除塵加溫后摻加少量瀝青進(jìn)行裹覆，在進(jìn)行瀝青碎石同步封層施工時(shí)，瀝青與碎石的結(jié)合就變?yōu)闉r青與瀝青的結(jié)合，大大提高了瀝青對(duì)碎石的裹覆率，它很好地解決了碎石同步封層技術(shù)存在的不足。

2 基本情況

近二十多年來(lái)，云南公路事業(yè)發(fā)展迅猛，截至2022年底，云南省公路通車(chē)總里程達(dá)316 000 km，農(nóng)村公路通車(chē)?yán)锍坛^(guò)270 000 km，高速公路里程突破10 000 km，兩項(xiàng)均居全國(guó)第2位。曲靖公路局管養(yǎng)著1 246 km國(guó)省干線公路，瀝青路面占比95%以上，2018—2022年實(shí)施的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)（包括同步封層、微表處、罩面）里程達(dá)407 km，其中預(yù)裹覆瀝青碎石封層里程近300 km。

3 預(yù)裹覆瀝青碎石封層養(yǎng)護(hù)工程設(shè)計(jì)

因曲靖市屬于煤炭資源產(chǎn)出大市，國(guó)省干線公路交通量大、重載車(chē)較多，故預(yù)裹覆瀝青碎石封層采用雙層式設(shè)計(jì)，下層為中粒式，上層為細(xì)粒式。中粒式碎石最大粒徑為15 mm，細(xì)粒式碎石最大粒徑為10 mm。該施工方案增加了瀝青拌和設(shè)備拌和工序，養(yǎng)護(hù)成本雖有增加，但封層質(zhì)量大大提高，又綠色環(huán)保。

封層用碎石考慮施工成本，采用本地盛產(chǎn)的石灰?guī)r破碎而成，為接近單一粒徑集料。集料技術(shù)要求見(jiàn)表1。

瀝青：由于曲靖公路局管養(yǎng)的公路大部分屬于重載交通，考慮重載和高溫性能，對(duì)比普通基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青后，確定SBS改性瀝青作為噴灑膠結(jié)材料，并對(duì)其針入度、軟化點(diǎn)、延度等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

采用瀝青拌和設(shè)備對(duì)碎石進(jìn)行烘干除塵拌和實(shí)現(xiàn)瀝青預(yù)裹覆。封層材料規(guī)格和用量見(jiàn)表2。

根據(jù)工程情況和具體措施，預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層的施工圖設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容：總體設(shè)計(jì)說(shuō)明；養(yǎng)護(hù)目標(biāo)和設(shè)計(jì)年限；原路面技術(shù)狀況、病害情況及成因；原路面局部病害處治方案；技術(shù)方案及施工工藝；材料組成設(shè)計(jì)；交通組織和應(yīng)急預(yù)案；工程數(shù)量及施工圖預(yù)算；效益費(fèi)用分析等[1]。

4 預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層施工技術(shù)流程

原路面病害處理→路面清潔→交通管制→拌和預(yù)裹覆瀝青碎石料→同步封層→人工補(bǔ)料→膠輪壓路機(jī)碾壓→開(kāi)放交通。

對(duì)原路面進(jìn)行病害處理，針對(duì)原路面上的翻漿、擁包、沉陷、裂縫等情況進(jìn)行全面清查和對(duì)癥處理，確保修復(fù)后的路面平整度符合要求。

對(duì)將實(shí)施預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層施工的路面進(jìn)行徹底清掃，當(dāng)用水沖洗時(shí)，必須等水分完全蒸發(fā)后才能進(jìn)行封層施工。

設(shè)備準(zhǔn)備：2000型瀝青拌和設(shè)備一套、裝載機(jī)2臺(tái)、碎石封層車(chē)一臺(tái)、16 t噸膠輪壓路機(jī)一臺(tái)、瀝青運(yùn)輸車(chē)2輛及其他輔助機(jī)具，混合料運(yùn)輸車(chē)數(shù)量滿足施工組織設(shè)計(jì)。

對(duì)瀝青混合料拌和設(shè)備檢查標(biāo)定，利用瀝青拌和設(shè)備對(duì)碎石進(jìn)行篩分、除塵、加熱，按確定的油石比拌和混合料（瀝青拌和設(shè)備除塵裝置完好，達(dá)到環(huán)保生產(chǎn)要求的標(biāo)準(zhǔn)）。通過(guò)試拌確定生產(chǎn)油石比，通常油石比采用0.3%～0.4%，確保在灑布碎石時(shí)不發(fā)生黏團(tuán)現(xiàn)象。

碎石封層車(chē)的標(biāo)定：在施工之前，對(duì)預(yù)裹覆瀝青碎石封層車(chē)的溫控、計(jì)量、碎石灑布系統(tǒng)等進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)試灑，確定瀝青灑布量和碎石灑布量，確保施工時(shí)計(jì)量準(zhǔn)確。

瀝青噴灑設(shè)備標(biāo)定按以下步驟進(jìn)行：①準(zhǔn)備3塊形狀規(guī)則的塑料布，測(cè)得其面積S1和質(zhì)量M1；②將塑料布平鋪到路面上，啟動(dòng)噴灑車(chē)，按設(shè)定速度和噴灑量駛過(guò)；③稱(chēng)取塑料布與其上材料的總質(zhì)量M2；④按下列公式計(jì)算噴灑率S2，S2=（M2?M1）/S1；⑤通過(guò)三次試驗(yàn)后計(jì)算噴灑率的平均值作為測(cè)試結(jié)果[1]。

石料灑布設(shè)備標(biāo)定按以下步驟進(jìn)行：①準(zhǔn)備3塊形狀規(guī)則的木板，測(cè)得其面積S1和質(zhì)量M1；②將木板放置到路面上，啟動(dòng)集料灑布車(chē)，按設(shè)定速度和灑布量駛過(guò)；③稱(chēng)取木板與其上材料的總質(zhì)量M2；④按下列公式計(jì)算灑布率S2，S2=（M2?M1）/S1；⑤通過(guò)三次試驗(yàn)后計(jì)算灑布率的平均值作為測(cè)試結(jié)果[1]。標(biāo)定準(zhǔn)確方可進(jìn)行同步封層施工。

封層開(kāi)始前，確定好灑布范圍，用生石灰劃定封層施工區(qū)域。對(duì)施工路段按照公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)置安全標(biāo)志設(shè)施，封閉施工的半幅路面，安排專(zhuān)人進(jìn)行交通疏導(dǎo)，做好安全保通措施。

預(yù)裹覆瀝青碎石混合料和瀝青等材料就位后，啟動(dòng)碎石同步車(chē)，瀝青溫度保持在160～170 ℃范圍內(nèi)，同步灑布瀝青和碎石混合料，如瀝青噴灑出現(xiàn)條狀時(shí)及時(shí)停機(jī)處理，對(duì)局部碎石灑布量不足的地方進(jìn)行人工補(bǔ)料。試驗(yàn)路段鋪筑長(zhǎng)度不宜小于200 m，根據(jù)試驗(yàn)路段情況對(duì)設(shè)計(jì)瀝青噴灑率和石料灑布率作適當(dāng)調(diào)節(jié)，并確定施工工藝各參數(shù)。

瀝青和碎石灑布完成后，采用16 t膠輪壓路機(jī)緊跟碾壓。由于封層厚度較薄，要通過(guò)膠輪壓路機(jī)揉搓作用使碎石緊固鑲嵌在瀝青中，所以初壓時(shí)控制碾壓速度為1.5 km/h左右，后續(xù)可逐步提高碾壓速度，但最快不得超過(guò)3 km/h，每一遍碾壓時(shí)壓路機(jī)輪跡帶部分重疊，碾壓軌跡重疊30 cm，碾壓遍數(shù)不少于4遍。嚴(yán)禁在碾壓時(shí)急剎車(chē)或急打方向，碾壓時(shí)遵循從外到內(nèi)的原則，碾壓后使集料之間嵌擠緊密，與瀝青很好黏結(jié)。

終壓完畢后，對(duì)漏撒或少撒處進(jìn)行人工補(bǔ)撒，清除封層上未黏結(jié)松散碎石，驗(yàn)收合格后及時(shí)開(kāi)放交通。每天施工結(jié)束前，組織人工對(duì)路面上多余的集料進(jìn)行清除。在開(kāi)放交通初期，安排專(zhuān)人指揮交通，控制行車(chē)速度，行車(chē)速度在20 km/h以內(nèi)。

5 預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層施工技術(shù)的質(zhì)量控制

5.1 瀝青溫度的控制

為保證瀝青噴灑后形成均勻、等厚度的瀝青膜，不出現(xiàn)因?yàn)r青溫度不夠?qū)е聡姙⒉粍虺霈F(xiàn)條狀而不能全面覆蓋路面，瀝青溫度必須在160 ℃以上，但瀝青溫度也不能高于170 ℃。瀝青溫度太高容易引起瀝青的老化，降低封層的使用效能和使用壽命。

5.2 瀝青用量的控制

瀝青灑布量中粒式控制在2.0 kg/m2左右，細(xì)粒式控制在1.2 kg/m2左右，施工中嚴(yán)格控制瀝青用量，避免瀝青過(guò)少導(dǎo)致碎石不能很好地與瀝青黏結(jié)，過(guò)多時(shí)又出現(xiàn)泛油現(xiàn)象且增加養(yǎng)護(hù)成本。

5.3 碎石混合料質(zhì)量要求

為保證施工的平整度和抗滑性能要求，要嚴(yán)格控制所用石料的粒徑范圍，利用瀝青拌和設(shè)備對(duì)超粒徑骨料進(jìn)行再次篩除?；旌狭蠌陌韬蛨?chǎng)運(yùn)輸?shù)椒鈱蝇F(xiàn)場(chǎng)時(shí)確保溫度保持在140 ℃以上，運(yùn)輸過(guò)程中用篷布覆蓋，防止溫度損失。

5.4 碎石與瀝青要充分裹覆

除了瀝青的灑布量、碎石的灑布量對(duì)瀝青與碎石的裹覆效果有影響外，灑布的均勻性，施工溫度及碾壓的及時(shí)性也會(huì)對(duì)裹覆效果產(chǎn)生直接的影響，在施工中要注意觀察裹覆情況，裹覆率過(guò)大，容易造成碾壓時(shí)粘輪現(xiàn)象嚴(yán)重，裹覆率不夠則會(huì)造成飛砂現(xiàn)象嚴(yán)重。在施工中如果出現(xiàn)瀝青條紋狀灑布或泄漏的情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，查找出問(wèn)題并解決。

5.5 碾壓

碎石灑布完成后，應(yīng)盡快碾壓。瀝青噴灑、碎石灑布、碾壓各工序的間隔時(shí)間盡量縮短。為保證施工起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的噴灑邊緣整齊，每天在施工的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置預(yù)鋪設(shè)油毛氈。封層的橫向和縱向接縫處要順滑銜接，避免由于漏灑導(dǎo)致橫向接縫處出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象，平整度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致施工質(zhì)量下降。

5.6 施工時(shí)間

施工氣溫不低于15 ℃，大風(fēng)、雨天、濃霧天氣不得施工。施工時(shí)間宜選在上午10：30～16：30前進(jìn)行，中午施工效果最佳，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要隨時(shí)掌握天氣動(dòng)態(tài)，如天氣驟變不宜施工就要立即停工并采取應(yīng)對(duì)措施。

6 施工期間的安全保障措施

在施工中要認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，統(tǒng)籌發(fā)展和安全，樹(shù)牢安全發(fā)展理念，以萬(wàn)無(wú)一失的責(zé)任感把安全生產(chǎn)工作抓實(shí)抓細(xì)。要遵照國(guó)家頒發(fā)的有關(guān)安全技術(shù)規(guī)程和安全操作規(guī)程施工，對(duì)全員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，做好現(xiàn)場(chǎng)安全技術(shù)交底，形成人人、時(shí)時(shí)、處處講安全、抓安全，從而確保施工過(guò)程安全。

施工現(xiàn)場(chǎng)要按照《云南省普通國(guó)省干線公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程解析》要求規(guī)范設(shè)置安全作業(yè)控制區(qū)，對(duì)車(chē)輛通行的半幅路面每隔5～6 m擺放一個(gè)安全錐桶，并安排專(zhuān)人進(jìn)行交通指揮，現(xiàn)場(chǎng)施工人員按規(guī)定穿著反光服、佩戴標(biāo)志帽，操作人員的防護(hù)措施必須到位。

7 文明施工及環(huán)境保護(hù)

7.1 文明施工措施

施工時(shí)要合理進(jìn)行施工組織，做到工完料盡，現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，設(shè)備停放規(guī)范，不影響行車(chē)安全。施工人員要尊重當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗，遵守鄉(xiāng)規(guī)民約，與當(dāng)?shù)厝罕姾湍老嗵?，建設(shè)安全文明標(biāo)準(zhǔn)工地。

7.2 環(huán)境保護(hù)措施

要牢固樹(shù)立綠色發(fā)展理念，做到綠色環(huán)保施工，并制定切實(shí)可行的環(huán)境保護(hù)措施。施工期間，對(duì)已封層路段通車(chē)路段進(jìn)行灑水降塵。運(yùn)料車(chē)輛按規(guī)定進(jìn)行覆蓋，以減少施工揚(yáng)塵，以免污染空氣。施工中防止施工機(jī)械漏油，施工完畢后清洗機(jī)械設(shè)備的廢水和生產(chǎn)廢水采取集中回收至沉淀池自然沉淀后排出，避免污染地下水源。

8 施工效果

8.1 提高同步碎石封層質(zhì)量

通過(guò)對(duì)碎石進(jìn)行瀝青預(yù)裹覆，有利于瀝青和碎石的粘接，很好地形成一個(gè)整體上封層，大大提高了瀝青路面的整體力學(xué)性能。

8.2 提高封層平整度指標(biāo)

預(yù)裹覆瀝青碎石與瀝青黏結(jié)效果好，不會(huì)形成縱向條痕，能在很大程度上提高路面的平整度。

8.3 節(jié)能環(huán)保方面有顯著提升

由于預(yù)裹覆瀝青封層用碎石在封層中大大提高了瀝青與碎石的黏結(jié)性，通車(chē)后的飛砂、松散現(xiàn)象很少，大大降低了施工時(shí)的粉塵污染。

8.4 病害修復(fù)的快捷性

預(yù)裹覆瀝青同步封層機(jī)械化程度高、施工速度快，可及時(shí)限速開(kāi)放交通，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

9 結(jié)語(yǔ)

預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層技術(shù)能封閉路面表面細(xì)小裂縫，形成一個(gè)有效的防水層，從而減少路面反射裂縫。它還具有良好的抗滑性和耐磨性，能有效防止路面表面松散，延緩路面老化。通過(guò)實(shí)踐運(yùn)用，其防水抗滑性能及耐久性均得到較大改善。該施工工藝具有工序簡(jiǎn)單、成本低、機(jī)械化程度高、能耗小、施工速度快、可即時(shí)開(kāi)放交通等諸多優(yōu)點(diǎn)，可加大其在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用推廣，不僅能提高瀝青路面的路用性能，也極大地延長(zhǎng)了公路使用壽命，并充分發(fā)揮好資金的使用效益和績(jī)效，滿足了人民對(duì)美好交通出行的迫切需要。

參考文獻(xiàn)

[1]公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范： JTG/T 5142-01—2021[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2021.